PROVA ESPCEX - modelo A (resolução de física)

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Pág. 8 Provas de Português, Física, Química e Redação – Modelo A
PROVA DE FÍSICA
Escolha a única alternativa correta, dentre as opções apresentadas, que responde ou
completa cada questão, assinalando-a, com caneta esferográfica de tinta azul ou preta, no Car-
tão de Respostas.
21
22
Considere uma máquina térmica X que executa um ciclo termodinâmico com a realização de
trabalho. O rendimento dessa máquina é de 40% do rendimento de uma máquina Y que funciona
segundo o ciclo de Carnot, operando entre duas fontes de calor com temperaturas de
27 °C e 327 °C. Durante um ciclo, o calor rejeitado pela máquina X para a fonte fria é de 500 J,
então o trabalho realizado neste ciclo é de
[A] 100 J.
[B] 125 J.
[C] 200 J.
[D] 500 J.
[E] 625 J.
Dois fios longos e retilíneos 1 e 2, fixos e paralelos entre si, estão dispostos no vácuo, em
uma direção perpendicular a um plano ααααα. O plano ααααα contém o ponto C conforme representado no
desenho abaixo. Os fios são percorridos por correntes elétricas constantes, de mesmo sentido,
saindo do plano ααααα para o observador. O fio 1 é percorrido por uma corrente elétrica de intensidade
i
1
=6 A e o fio 2 por uma corrente de intensidade i
2
= 8 A. O módulo do vetor indução magnética
resultante no ponto C devido às correntes i
1
 e i
2
 é
Dado: considere a permeabilidade magnética do vácuo igual a 4·πππππ·10-7 T·m/A.
6,0 m 8,0 m
i
1
C
FIO 1 FIO 2
i
2
ααααα
Desenho Ilustrativo Fora de Escala
[A]
[B]
[C]
[D]
[E]
8·10-7 T.
26· ·10-7 T.
24· ·10-7 T.
4·10-7 T.
22· ·10-7 T.
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[A] 1900 N/m.
[B] 2400 N/m.
[C] 3800 N/m.
[D] 4300 N/m.
[E] 7600 N/m.
24 O ponto C de uma haste homogênea AB, de seção reta uniforme com massa desprezível,
está preso, através de uma mola ideal, ao ponto D de uma parede vertical. A extremidade A da
haste está articulada em O. A haste sustenta pesos de 20 N, 40 N e 60 N e está em equilíbrio
estático, na horizontal, conforme representado no desenho abaixo. Sabendo que a deformação
na mola é de 10 cm, então o valor da constante elástica da mola é
Dados: sen 30° = cos 60° =
3
2
2
1
cos 30° = sen 60° =
D
Desenho Ilustrativo Fora de Escala
p
a
re
d
e
600
A
1,0 m
C
40 N
B
0
1,0 m 1,0 m 1,0 m
20 N
60 N
�
23 No circuito desenhado abaixo, temos três pilhas ideais ligadas em paralelo que fornecem
uma ddp igual a 25 V cada uma. Elas alimentam três resistores ôhmicos: R
1
=10 ΩΩΩΩΩ, R
2
=R
3
=20 ΩΩΩΩΩ. O
amperímetro, o voltímetro e os fios condutores inseridos no circuito são todos ideais. As leituras
indicadas no amperímetro (A) e no voltímetro (V) são, respectivamente,
[A] 5,00 A e 25,00 V.
[B] 0,50 A e 20,00 V.
[C] 2,50 A e 16,66 V.
[D] 1,25 A e 12,50 V
[E] 3,75 A e 37,50 V.
V
A
25V 25V 25V
R
1
R
2
Desenho Ilustrativo Fora de Escala
R
3
+
+ +
- -
-
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25
Dois fios inextensíveis, paralelos, idênticos e de massas desprezíveis suspendem um bloco
regular de massa 10 kg formando um pêndulo vertical balístico, inicialmente em repouso. Um projetil
de massa igual a 100 g, com velocidade horizontal, penetra e se aloja no bloco e, devido ao cho-
que, o conjunto se eleva a uma altura de 80 cm, conforme figura abaixo. Considere que os fios
permaneçam sempre paralelos. A velocidade do projetil imediatamente antes de entrar no bloco é
Dados: despreze a resistência do ar e considere a aceleração da gravidade igual a 10 m/s2.
[A] 224 m/s.
[B] 320 m/s.
[C] 370 m/s.
[D] 380 m/s.
[E] 404 m/s.
26
Considere uma esfera metálica de massa igual a 10-6 kg e carga positiva de 10-3 C. Ela é
lançada verticalmente para cima com velocidade inicial v
o
=50 m/s, em uma região onde há um
campo elétrico uniforme apontado verticalmente para baixo, de módulo E=10-2 N/C.
A máxima altura que a esfera alcança, em relação ao ponto de onde foi lançada, é de
Dado: considere a aceleração da gravidade igual a 10 m/s2.
[A] 32,5 m.
[B] 40,5 m.
[C] 62,5 m.
[D] 70,0 m.
[E] 82,7 m.
12345678901
12345678901
12345678901
12345678901
12345678901
12345678901
12345678901
12345678901
12345678901
12345678901
12345678901
12345678901
12345678901
12345678901
12345678901
12345678901 h=80cm
Desenho Ilustrativo Fora de Escala
depois
projetil
bloco
�
�
�
fio
fio
antes
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28
Duas esferas homogêneas A e B, unidas por um fio ideal na posição vertical, encontram-se
em equilíbrio estático completamente imersas em um líquido homogêneo em repouso de densida-
de 1 kg/dm3, contido em um recipiente apoiado na superfície da Terra, conforme desenho abaixo.
As esferas A e B possuem, respectivamente, as massas m
A
=1 kg e m
B
=5 kg.
Sabendo que a densidade da esfera B é de 2,5 kg/dm3, o volume da esfera A é de
Dado: considere a aceleração da gravidade igual a 10 m/s2.
[A] 2 dm3.
[B] 3 dm3.
[C] 4 dm3.
[D] 5 dm3.
[E] 6 dm3.
123456789012345678901234567890121234
123456789012345678901234567890121234
123456789012345678901234567890121234
123456789012345678901234567890121234
123456789012345678901234567890121234
123456789012345678901234567890121234
123456789012345678901234567890121234
esfera
�
esfera
�
Terra
nível do líquido
�
A
B
Desenho Ilustrativo Fora de Escala
�
fio
27
Uma jovem, para fazer sua maquiagem, comprou um espelho esférico de Gauss. Ela observou
que, quando o seu rosto está a 30 cm do espelho, a sua imagem é direita e três vezes maior do que
o tamanho do rosto.
O tipo de espelho comprado pela jovem e o seu raio de curvatura são, respectivamente,
[A] côncavo e maior do que 60 cm.
[B] convexo e maior do que 60 cm.
[C] côncavo e igual a 30 cm.
[D] côncavo e menor do que 30 cm.
[E] convexo e menor do que 30 cm.
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29 Um motor tem uma potência total igual a 1500 W e eleva de 15 m um volume de 9·104 L de
água de um poço artesiano durante 5 horas de funcionamento. O rendimento do motor, nessa
operação, é de
Dados: considere a aceleração da gravidade igual a 10 m/s2 e a densidade da água igual a 1 Kg/L.
[A] 30%.
[B] 50%.
[C] 60%.
[D] 70%.
[E] 80%.
30
Com relação às ondas, são feitas as seguintes afirmações:
I. As ondas mecânicas propagam-se somente em meios materiais.
II. As ondas eletromagnéticas propagam-se somente no vácuo.
III. As micro-ondas são ondas que se propagam somente em meios materiais.
Das afirmações acima está(ão) correta(s) apenas a(s)
[A] I.
[B] II.
[C] I e III.
[D] I e II.
[E] II e III.
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 Final da Prova de Física
32
Com relação a um ponto material que efetua um movimento harmônico simples linear, po-
demos afirmar que
[A] ele oscila periodicamente em torno de duas posições de equilíbrio.
[B] a sua energia mecânica varia ao longo do movimento.
[C] o seu período é diretamente proporcional à sua frequência.
[D] a sua energia mecânica é inversamente proporcional à amplitude.
[E] o período independe da amplitude de seu movimento.
31 O gráfico abaixo está associado ao movimento de uma motocicleta e de um carro que se
deslocam ao longo de uma estrada retilínea. Em t=0 h ambos se encontram no quilômetro 0 (zero)
dessa estrada.
Com relação a esse gráfico, são feitas as seguintes afirmações:
I. A motocicleta percorre a estrada em movimento uniformemente retardado.
II. Entre os instantes 0 h e 2 h, o carro e a motocicleta percorreram, respectivamente, uma
distância de 60 km e 120 km.
III. A velocidade do carro aumenta 30 km/h a cada hora.
IV. O carro e a motocicleta voltam a estar na mesma posição no instante t=2 h.
Das afirmações acima está(ão) correta(s) apenas a(s)
[A] IV. [B] II, III e IV. [C] I, III e IV. [D] II e III. [E] I e III.
Desenho Ilustrativo Fora de Escala
4
t(h)
v(km/h) carro
30
motocicleta
1
90
2
60
30
Legenda
carro
motocicleta